风力发电机组雷电防护系统技术规范

许国东、杨娅曦等。

上海电器科学研究院、上海电科电器科技有限公司等。

雷电防护系统( lightning protection system（LPS）)是指用以对某一空间进行雷电效应防护的整套装置，它由外部雷电防护系统和内部雷电防护系统两部分组成。

注：在特定的情况下，雷电防护系统可以仅由外部防雷装置或内部防雷装置组成。

雷电电磁脉冲防护技术即防雷技术已经发展成熟，国内各大防雷企业都能够实现从设计、产品提供到施工及售后服务的防雷一体化体系解决方案（防雷体系）。在一个完整的防雷体系按照功能的不同分为以下五个部分：

防雷直击雷防护

(direct lightning protection (lightning))

直击雷防护是防止雷闪直接击在建筑物、构筑物、电气网络或电气装置上。直击雷防护技术主要是保护建筑物本身不受雷电损害，以及减弱雷击时巨大的雷电流沿着建筑物泄入大地的过程中对建筑物内部空间产生影响的防护技术，是防雷体系的第一部分。直击雷防护技术以避雷针、避雷带、避雷网、避雷线为主要，其中避雷针是最常见的直击雷防护装置。当雷云放电接近地面时它使地面电场发生畸变，在避雷针的顶端，形成局部电场强度集中的空间，以影响雷电先导放电的发展方向，引导雷电向避雷针放电，再通过接地引下线和接地装置将雷电流引入大地，从而使被保护物体免遭雷击。避雷针冠以“避雷”二字，仅仅是指其能使被保护物体避免雷害的意思，而其本身恰恰相反，是“引雷”上身。

主要的避雷针包括常规避雷针，提前放电避雷针、主动优化避雷针，限流型避雷针和预防典型避雷针，世面上比较常用和比较出名的是河南万佳防雷公司生产的预放电避雷针WJZ系列避雷针，如WJZ2500-1C。

防雷接地

（earth ;ground)

接地一 种有意或非有意的导电连接，由于这种连接，可使电路或电气设备接到大地或接到代替大地的、某种较大的导电体。注 ：接地的目的是：(a)使连接到地的导体具有等于或近似于大地（或代替大地的导电体）的电位；(b)引导人地电流流入和流出大地（或代替大地的导电体）。

从定义上可以将接地分为：人工接地、自然界地；从工作性质上可分为保护接地(如防雷接地、防静电接地、设备接地、配点接地等)、工作接地（如电力设施的发、送、配电接地等工作接地还有不需要实际物理连接的电子线路逻辑地）两大类。

接地系统是通过平衡包括阻值、结构、及相互之间配合等因素通过释放由直击雷击、雷电电磁脉冲、积累在设备上的静电、电力系统短路等状况带来的威胁及其他各类异常能量从而达到防护的目的。

通用的接地系统主要包括铜包钢接地系统、长效高导活性离子接地系统等，而在接地单元与帝王链接工艺上通用热熔焊接施工工艺。

防雷等电位连接

（equipotential bonding)

等电位连接是指将分开的诸金属物体直接用连接导体或经电涌保护器连接到防雷装置上以减小雷电流引发的电位差。

等电位连接原理是通过将正常情况下彼此独立的接地系统，通过等电位连接器自动导通系统之间的电位差，从而形成更大的联合接地系统，更有效地进行异常能量释放。

防雷电磁屏蔽

(electromagnetic shielding)

电磁屏蔽是用导电材料减少交变电磁场向指定区域穿透的屏蔽。雷电电磁脉冲以雷击点为中心向周围传播，其影响范围可达2公里外甚至更远，而不仅仅局限于被雷击中的建筑物本身或其内部设备。

电磁屏蔽技术主要包括空间电磁屏蔽技术和线路电磁屏蔽技术两部分

空间电磁屏蔽技术是通过分布在各个方位具有可靠的、连续电气连接的金属材料层来阻挡电磁波的侵入，通过将电磁能在屏蔽体上进行能量转换使此能转化为电能，再通过接地装置泄放入地。

线路电磁屏蔽技术是通过穿金属管（槽）敷设，并将连续的金属管（槽）两端可靠接地而形成屏蔽体以防止电磁脉冲对金属线路的电磁感应而生成过电压。线路电磁屏蔽技术除具有空间屏蔽功能外，还具有在线路引入过电压时产生反向电动势以抵消线路过电压的功能。

防雷过电压保护

（over voltage protection）

过电压保护是指电源装置和所连接的设备为防止电源故障以至于产生过高的输出电压（包括开路电压）而施加的一种保护。

过电压保护实际上涉及多种系统的过电压保护，其中最主要的是电源系统过电压保护和通信系统过电压保护。

过电压保护技术主要是通过使用相关设备将电能分配到系统的各个用电设备当中，已最大限度的削减能量最大值，再通过对各用电设备的安全保护设备多级保护，达到能量释放、低残压保护的功能。而在实际应用当中，考虑到各种系统的特殊性，需要针对不同系统设计专门的过电压保护方案，已达到防护目的。